天线理论 - 抛物面反射器
抛物面反射器是微波天线。为了更好地理解这些天线，必须讨论抛物面反射器的概念。
频率范围
抛物面反射器天线使用的频率范围高于 1MHz。这些天线广泛用于无线电和无线应用。
工作原理
抛物线的标准定义是 - 一个点的轨迹，它以这样的方式移动：它与固定点（称为焦点）的距离加上它与直线（称为准线）的距离是恒定的。
下图显示了抛物面反射器的几何形状。点 F 是焦点（已给出馈电），V 是顶点。连接 F 和 V 的线是对称轴。PQ 是反射光线，其中 L 表示反射点所在的线准线（即它们共线）。因此，根据上述定义，F 和 L 之间的距离相对于聚焦的波是恒定的。
反射波形成准直波前，呈抛物线形状。焦距与孔径大小之比（即 f/D）称为 "f 与 D 之比"，是抛物面反射器的一个重要参数。其值从0.25 到 0.50不等。
反射定律指出入射角和反射角相等。此定律与抛物线一起使用时，有助于光束聚焦。
抛物线的形状用于反射波时，会表现出抛物线的一些特性，这有助于利用反射波构建天线。
抛物线的性质
所有来自焦点的波都会反射回抛物线轴。因此，到达孔径的所有波都是同相的。
由于波是同相的，沿抛物线轴的辐射束将很强且集中。
根据这些要点，抛物面反射器有助于产生高方向性和较窄的波束宽度。
抛物面反射器的构造和工作原理
如果使用抛物面反射器天线传输信号，来自馈源的信号会从偶极子或喇叭天线发出，以将波聚焦到抛物面上。这意味着，波从焦点出来并撞击抛物面反射器。如前所述，该波现在被反射为准直波前，然后被传输。
同一天线用作接收器。当电磁波撞击抛物线的形状时，波会被反射到馈源点上。偶极子或喇叭天线在馈电端充当接收天线，接收该信号，将其转换为电信号并转发到接收电路。
下图显示了抛物面反射天线。
抛物面的增益是孔径比(D/λ)的函数。天线的有效辐射功率(ERP)是馈入天线的输入功率与其功率增益的乘积。
通常，波导喇叭天线用作抛物面反射天线的馈电辐射器。除了这项技术，我们还为抛物面反射器天线提供了另一种馈电，称为卡塞格伦馈电。
卡塞格伦馈电
卡塞格伦是为反射器天线提供的另一种馈电。在这种类型中，馈电位于抛物面的顶点，与抛物面反射器不同。凸形反射器充当双曲面，放置在天线馈电的对面。它也被称为二次双曲面反射器或副反射器。它被放置成其焦点之一与抛物面的焦点重合。因此，波被反射两次。
上图显示了卡塞格伦馈电的工作模型。
卡塞格伦天线的工作原理
当天线用作发射天线时，馈源的能量通过喇叭天线辐射到双曲面凹反射器上，然后再次反射回抛物面反射器。信号从那里反射到空间中。因此，可以控制功率浪费并改善方向性。
当使用同一根天线进行接收时，电磁波撞击反射器，反射到凹双曲面上，然后从那里到达馈源。波导喇叭天线在那里接收该信号并发送到接收器电路进行放大。
看看下面的图片。它显示了一个带有卡塞格伦馈源的抛物面反射器。
优点
以下是抛物面反射器天线的优点 −
减少小瓣
减少功率浪费
实现等效焦距
馈源可以根据我们的方便放置在任何位置
通过调整反射面来调整波束（变窄或变宽）
缺点
以下是抛物面反射器天线的缺点−
从抛物面反射器反射的部分功率被阻挡。这对于小尺寸的抛物面来说是一个问题。
应用
以下是抛物面反射器天线 −
的应用卡塞格伦馈电抛物面反射器主要用于卫星通信。
也用于无线电信系统。
让我们看看另一种称为格里高利馈电的抛物面反射器馈电。
格里高利馈电
这是另一种使用的馈电类型。有一对特定的配置，其中馈电波束宽度逐渐增加，而天线尺寸保持不变。这种类型的馈电称为格里高利馈电。这里，卡塞格林的凸形双曲面被凹形抛物面反射器取代，当然，凹形抛物面反射器的尺寸更小。
这些格里高利馈电型反射器可以以四种方式使用 −
格里高利系统在焦点 F1 处使用反射器椭圆形副反射器。
格里高利系统在焦点 F2 处使用反射器椭圆形副反射器。
卡塞格林系统使用双曲面副反射器（凸面）。
卡塞格林系统使用双曲面副反射器（凹面，但馈电非常接近它。）
这些都只是提及，因为它们并不流行并且没有被广泛使用。它们都有其局限性。
该图清楚地描绘了所有类型反射器的工作模式。还有其他类型的抛物面反射器，例如−
- 切割抛物面
- 抛物柱面
- 药盒抛物面
然而，由于它们在工作条件下的局限性和缺点，它们很少被使用。
因此，在所有类型的反射器天线中，简单抛物面反射器和卡塞格林馈电抛物面反射器是最常用的。
